JPS62292641A - 光学素子成形用型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野コ 本発明は、軟化した光学素材を押圧し、光学素子を加圧
成形する光学素子成形用型に関する。

［従来の技術］ 従来、加熱軟化した光学素材を押圧して光学素子、特に
光学ガラス素子を成形する光学素子成形用型としては、
例えば第３図に示す成形用型があり（特開昭６１−１０
０３４号参照）、この成形用型ｌは胴型２とこの胴型２
内に嵌合しかつ摺動可能な１対の上型３及び下型４とか
らなっている。

かかる成形用型１において光学素子５を成形する場合、
ＩＩ−型２内に下型４を嵌合し、光学素子の材料である
素材（光学素材）６を上記調型２内に充填（下型４の成
形面４ａ上に蔵置）する（第３図ａ＃照）０次に、上型
３を図示を省略した油圧シリンダーにて下型４方向下動
にさせ、上型３と下型４とにより光学素材６を押圧し、
光学素子（レンズ）５を加圧成形する（第３図す参照）
、その後、上型３を上記油圧シリンダーにて上動させて
上記胴型２から離型し、次いで、図示を省略した油圧シ
リンダーにて下型４を上動させて上記レンズ５を胴型２
外に突き上げ、上記レンズ５を取り出すものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記成形用型１はレンズ５の加圧成形及
び取り出しに際して上型３及び下型４を調型２内で嵌合
摺動させる必要があるため、上記上下両３．４と胴型２
間との嵌合クリアランスを形成しなければならず、この
嵌合により上型３と下型４との軸芯を精度よく合致させ
ることが困難であった。この上型３と下型４との軸芯が
一致しない場合上下両型３，４によりそｔぞれ成形され
たレンズ５のレンズ面５ａ、５ｂの光軸が一致せず、い
わゆる偏芯が生じていた。即ち、第４図にて拡大して示
すごとく、上記胴型２と下型４とは胴型段部２ａと下型
段部４ｂとにより位置めされ、胴型２に対して下型４は
加圧成形時に傾きを生じないが、嵌合フレフランスｄの
量だけ横ズレを生じる。−力士型３は胴型２に対して嵌
合クリアランスｄの量だけ一般に傾きを生じる。従って
、かかる状態にてレンズ５を加圧形成した場合、上型３
の軸芯Ｃ７と下型４の軸芯Ｃ２とは合致せず、軸芯ｃ１
は軸芯ｃ２に対して２チルトεを生ずることになり、上
型３の成形面３ａにより成形されるレンズ面５ａの中心
点０．（軸芯Ｃ４とレンズ面５ａとの交点）と下型４の
成形面４ａにより成形されるレンズ面５ｂの中心点０２
（軸芯Ｃ２とレンズ面５ｂとの交点）とがシフトδを生
じたレンズ５を成形することになる。このように成形さ
れたレンズ５は従来、ダイヤモンド砥石や酸化セリウム
を用いて研削、研磨加工され、更には芯取りをされて製
品レンズとなっていたので、成形用型ｌによるレンズ５
の成形に際しては、上下両型３．４の軸芯Ｃ，，Ｃ２を
高精度に合致させることは必ずしも必要とされていなか
った。

しかしながら、最近、研削、研磨の後加工を不要とし、
成形用型による加圧成形のみによる高い形状精度及び高
い面粗度を有するプレスレンズの成形の研究が始められ
て来ている。かかるプレスレンズにあたっては成形レン
ズ面の１方又は双方を非球面に成形してレンズの光学的
機能を高めることが要求されており、かかる非球面を有
する光学素子を加圧成形する場合、非球面の光軸は１本
しかないため、前記従来の成形用型によっては成形レン
ズの偏芯（シフトδとチルトε）を許容精度以下に抑え
て成形することは困難であった。更には、非球面の成形
面を有するプレスレンズにあっては、成形後の芯取りに
よって、従来の球面レンズの如く芯出しを行うことは不
可能であり、プレスレンズの光学的Ｉａ、能を維持する
上で、加圧成形状態において、上下円型の軸心を偏芯許
容精度以下で合致させなければならず、プレスレンズの
実用化において大さな問題点であった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、研削
、研磨、芯取り等の後加工を不要としたプレスレンズの
成形用型において、成形用型の一対の上型と下型の軸芯
の偏芯量を、プレスレンズの成形面に要求される偏芯許
容精度以下で加圧成形し得る光学素子成形用型の提供を
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は光学素子成形用型の胴型と下型とを異なる線膨
張係数の材料で形成し、この胴型と下型とが光学素子の
プレス成形時の温度においてしまりばめとなり、かつ、
プレスレンズを取り出す温度においてゆるみばめとなる
ように構成するとともに、上記成形用型における上型と
胴型との嵌合長さ見及び嵌合クリアランスｄを、プレス
レンズの偏芯εを許容精度以下とするためｔａｎε＜ｄ
／ｌとなるように構成したものである。

［作用］ 上記構成においては、胴型と下型とはプレス成形時にし
まりばめとなるため下型の横ズレを防止し得るとともに
、ブ１／ス成形時での上型の傾きによるプレスレンズの
偏芯を上型と胴型の嵌合長さとクリアランスを成形され
るレンズの偏芯許容精度に応じて設定構成することによ
りプレスレンズの偏芯許容精度以下とし得るものである
。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明光学素子成形用型の１実施例
について詳細に説明する。

第１図は本発明の成形用型のプレスレンズの成形時を示
す正断面図、第２図は胴型のプレスレンズの成形状態を
説明するための説明図である。

第１図において１０で示すのは光学素子成形用型で、こ
の光学素子成形用型１０は胴型１１と、この胴型１１の
下端部１１ａとプレスレンズ１４の加圧成形時において
密着固定する下型１２と上記調型１１内を嵌合摺動し、
かつ上記下型１２と対向配置した上型１３とからなる。

上記胴型１１は上記下型１２よりも線膨張係数が小さい
材料を使用し、光学素子１４の素材がｌＯ８ポアズ付近
の粘度となる温度にて上記胴型１１の下端部１１ａと上
記下型１２とがしまりばめにより密着固定するように下
端部１１ａの内径と下型１２の外径がそれぞれ所定寸法
に加工されている。具体的には上記胴型１１は線膨張係
数が５．５　Ｘｌ０−６／’Ｃ！の超硬材料により形成
され、一方、上記下型１２は線膨張係数が１１．５Ｘ　
１０−６／°Ｃのステンレス鋼により形成され、上記１
０８ポアズ付近の温度にて胴型１１と下型１２とがしま
りばめにより密着固定し、上記成形用型ｌが室温状態に
なったとき、上記胴型１１と下型１２とはゆるみばめと
なり両者間の嵌合クリアランスは直径で０．０５〜０．
０９ｍ島はど生ずる構成となっている。

また、上記上型１３は上部１３ａに錘１５を取り付は得
るとともに、上記胴型１１と適宜嵌合クリアランスｄ（
好ましくは最小限のクリアランス）を設けて形成して加
圧成形工程の全温度領域にわたって上記調型１１内を上
記上型１３が摺動可俺とし、加圧成形の全工程において
光学素材およびプレスレンズ１４に上型１３の自重とと
もに加圧力を与えることができる構成となっている。

かかる場合、胴型１３の材質を上記胴型１１と同じ超硬
材料にて形成することにより加圧成形工程の全温度領域
で嵌合クリアランスを一定に保った状態とすることがで
きる。

次に、上記光学素子成形用型１により、プレスレンズ１
４の硝材がＳＦ８、外径がφ３０＋ｕ＋、下型１２によ
り成形されるレンズ面１４ａが非球面。

上型１３により成形されるレンズ面１４ｂが球面のプレ
スレンズ１４の加圧成形について説明する。

まず、胴型１１、下型１２及び上型１３とにより形成さ
れた空間部に装填された光学素子の素材を上記上型１３
の自重及び必要に応じて３．＋１５とにより北記光学素
材に所要加圧力を加えつつ、９９．８％以上の窒素ガス
を用いた非酸化性雰囲気中の電気炉（図示しない）で上
記成形用型１０及び光学素材を室温から加熱し、１０分
後に光学素材がｌＯ″ポアズ付近の粘度となる温度に昇
温して約５０分かかる状態で一定に保ち、上記光学素材
を上記調型１１．下型１２の成形面１２ａ及び上型１３
の成形面１３ｂとにより所定形状のプレスレンズ１４を
加圧成形する。その後、３０分かけてプレスレンズ１４
をガラス転移位点以下の温度に徐冷し、同温度状態下で
１０分間保持する。その後更に室温になるまで放冷し、
上記胴型１１と丁型１２との嵌合がゆるみばめとなった
状態で、調型１１内から下型１１を取り外して調型１１
内のプレスレンズ１４を取り出すものである。

なお、上記上型１３による光学素材及びプレスレンズへ
の加圧は上記ガラスと成形型１０とが焼きつきを生ずる
ことなく離型し得る圧力とし１本実施例においては４０
ｇ／ｃｍ２が適当である。

上記実施例によれば、プレスレンズ１４の偏芯を許容精
度以下に押えて成形することかでさ。

第２図を用いて説明する。

図は、プレスレンズ１４を加圧成形している状態を示し
、下型１２は胴型１１の下端部１１ａとしちりばめによ
り密着固定されて下型１２の軸芯ｃ３は用型１１の軸心
と完全に合致している。また、上型１３は上記用型１０
との嵌合クリアランスｄにより傾きを生じた場合、上記
下型１２の軸心Ｃ３と上型１３の軸芯Ｃ４との傾きを（
とするができる、なお、文は用型１１と上型１３との嵌
合長である。かかる場合、プレスレンズ１４の偏芯許容
精度をチルト（で１分とした詩、上記嵌合クリアランス
ｄを直径で０　、０１５ｍ層、嵌合長文を約５２ｍｍと
なるように構成することにより、上記偏心許容精度以下
のプレスレンズ１４を成形できた。

かかる実施例によれば、上型と下型との軸心を合致させ
るため、高精度の光学素子成形用型を必要とせず、成形
用型及び光学素材等の加熱のための電気炉を用いて上型
、下型及び用型を構成する材料の線膨張係数の組合せと
プレスレンズの偏芯許容精度に応じて用型と上型とのク
リアランス及び嵌合長を選定するだけの簡単な成形型に
より容易に偏芯許容精度以下の球面、非球面のレンズ面
を有するプレスレンズを得ることができ、研削。

研磨更には芯取り等の後加工を不要ならしめ得る作用、
効果を奏するものである。

なお、上記実施例においては、プレスレンズ１４の形状
を両凸レンズとして説明したが、上型、下型を交換する
ことにより凹面、凸面の任意の組合せのレンズ面を有す
るプレスレンズを成形でき、また、球面、非球面のレン
ズ面を有するプレスレンズを成形することができる。ま
た、カラスの硝材についてもＳＦ８に限定されることな
〈実施し得るものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明のように本発明によれば、簡単な構
成の光学素子成形用型により、必要とする高い偏芯精度
を有する球面、非球面のプレスレンズを得ることができ
るとともに芯取り等の後加工を不要とすることができ、
製造コストを大幅に低減することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明光学素子成形用型の１実施例を示すプレ
ス成形時の断面図、第２図は用型のプレスレンズ成形状
態を説明するための説明図、第３図及び第４図は従来技
術の説明図である。 １０・・・光学素子成形用型 １１・・・用型 １２・・・丁型 １３・・・上型 １４・・・プレスレンズ ＣＩ＋０４・・・軸心（偏芯） ε・・・傾き ｄ・・・クリアランス 特許出願人　　オリンパス光学工業株式会社第１図 第３図 第４図 一″Ｌ続ネ市正秒）（自発） 昭和６１年８月１９目 １、゛バ件の表示 昭和６１年特許願第１３６８６４号 住　　所　東京都渋谷区幡ケ谷２丁目４３番２号４、代
　理　人 ６、補正の内容 （１）明細書第４頁第１１行目に記載する「Ｃ２に対し
て２チルトε」を「Ｃ２に対してチルトε」と補正する
。 （２）明細書第６頁第１７行目に記載するｒｔａｎさく
６７文」をｒｔａｎε＞ｄ／交」と補正する。 、３）明細書第１０頁第５行目に記載する「ガラス転移
位点」を「ガラス転移点」と補正する。 （４）明細書第１０頁第２０行目に記載する「しもりば
め」を「しまりばめ」と補正する。 パ５）明細書第１１頁第５行目に記載する「チルト領」
を「チルト量」と補正する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形型と光学素子の素材とを等温加熱状態で加熱
   成形してプレスレンズを得る光学素子成形用型において
   、上記光学素子成形用型の胴型と下型とを異なる線膨張
   係数の材料にて形成し、この胴型と下型とが光学素子の
   プレス成形時の温度においてしまりばめとなり、かつ、
   プレスレンズを取り出す温度においてゆるみばめとなる
   ように構成したことを特徴とする光学素子成形用型。
2. （２）上記光学素子成形用型における上型と胴型との嵌
   合長さｌ及び嵌合クリアランスｄを、プレスレンズの偏
   芯εを許容精度以下とす るためｔａｎε＞ｄ／ｌとなるように構成したことを特
   徴とする特徴とする特許請求の範囲 第１項記載の光学素子成形用。
3. （３）上記光学素子成形用型における胴型と上型とは同
   じ線膨張係数の材料にて形成し、上記プレスレンズ成形
   工程の全温度領域におい て、上記上型の自重による加圧力を得るように構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の光学素子成形用型。